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【摘要】：現(xiàn)場總線時連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式，雙向傳輸，多分支結(jié)構(gòu)的通訊網(wǎng)絡(luò)。它是計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和控制技術(shù)高度綜合與集成的產(chǎn)物，是一種開放式和分布式的新模式.現(xiàn)場總線是當今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一。
CAN(控制器局域網(wǎng))屬于現(xiàn)場總線的范疇，是一種有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。智能控制是控制理論和技術(shù)發(fā)展的高級階段，是一個新興的并正在迅速發(fā)展的領(lǐng)域。它主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。
本文采用CAN現(xiàn)場總線技術(shù)，設(shè)計開發(fā)了一種分布式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中采用了計算機、PHILIPS公司生產(chǎn)的智能CAN 控制器SJA1000以及CAN收發(fā)器82C250組成CAN的通訊網(wǎng)絡(luò)，具有實時監(jiān)控、實時處理、實時顯示、實時控制的功能，以及用LabWindows/CVI制作的友好的人機界面，能夠完全仿真現(xiàn)場工業(yè)總線監(jiān)控系統(tǒng)。
系統(tǒng)硬件由三部分組成，分別是：數(shù)字開關(guān)量輸入輸出節(jié)點，模擬量采集節(jié)點，主機通訊節(jié)點。下位機程序采用匯編語言，用AT89S51作為微控制器。上位機采用C語言編寫充分運用CVI的RS232庫函數(shù)進行串口通訊。利用上位機可以監(jiān)視數(shù)字開關(guān)量輸入輸出節(jié)點，模擬量采集節(jié)點兩個節(jié)點的輸入輸出情況，同時能夠?qū)?shù)字開關(guān)量輸入輸出節(jié)點進行輸出控制。
在通訊方面，本系統(tǒng)定義的RS23串口通訊協(xié)議以及CAN總線應(yīng)用層通訊協(xié)議，可以進行雙向通訊和遠程控制。
目錄
緒 論 4
第一章 現(xiàn)場總線 5
1. 1 現(xiàn)場總線的概念 5
1. 3現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)模型 5
1. 4現(xiàn)場總線的特點與優(yōu)點 6
1 .4. 1 現(xiàn)場總線系統(tǒng)的特點 6
1 .4. 2 現(xiàn)場總線的優(yōu)點 7
1. 4. 3 本章總結(jié) 7
第二章 控制器局域網(wǎng)總線(CAN ) 8
2. 1 CAN總線技術(shù)特點 8
2. 2 CAN總線技術(shù)規(guī)范 8
2. 2. 1 CAN總線的電氣特性 9
2. 2. 2 CAN總線的分層結(jié)構(gòu) 10
2.2.2.1數(shù)據(jù)鏈路層 10
2. 2. 3 CAN總線報文傳送及其幀結(jié)構(gòu) 11
2. 2. 4 CAN總線的通信原理 15
2. 2. 5 本章總結(jié) 17
第三章CAN智能測控節(jié)點的設(shè)計 18
3. 1 CAN智能測控節(jié)點總體設(shè)計 18
3 .2主控機節(jié)點的設(shè)計 18
3 .3從機機節(jié)點的設(shè)計 20
3 .4本章總結(jié) 20
第四章CAN智能測控節(jié)點硬件設(shè)計 21
4. 1 主機節(jié)點硬件設(shè)計 21
4. 1. 1微處理器基本系統(tǒng) 21
4. 1. 2 CAN通信接口電路 22
4. 1. 3 CAN通信接口電路設(shè)計 26
4. 1. 4 RS-232通信接口電路 27
4. 2 數(shù)字開關(guān)量節(jié)點硬件設(shè)計 28
4. 3 模擬輸入采樣節(jié)點硬件設(shè)計 28
4. 3. 1 AD0809的使用 29
4. 3. 2 AD0809應(yīng)用說明 30
4. 4本章總結(jié) 31
第五章 系統(tǒng)通訊協(xié)議的定義 32
5. 1串口通訊協(xié)議的定義 32
5. 2 CAN應(yīng)用層協(xié)議的定義 33
5. 2. 1信息標志符分配方案 33
5. 2. 2信息標志符的結(jié)構(gòu) 33
5. 2. 3信息優(yōu)先權(quán)的分配 35
5. 3本章總結(jié) 35
第六章CAN智能測控節(jié)點軟件設(shè)計 36
6. 1 CAN初始化子程序的設(shè)計 36
6. 2 CAN發(fā)送接收子程序的設(shè)計 37
6. 3主機節(jié)點的軟件設(shè)計 38
6. 2. 1 主程序（后臺程序）的設(shè)計 38
6. 4數(shù)字輸入節(jié)點的軟件設(shè)計 38
6. 5模擬量輸入節(jié)點的軟件設(shè)計 40
6. 6本章總結(jié) 42
第七章 上位機程序的設(shè)計 43
第八章 系統(tǒng)調(diào)試 44
8. 1單元電路調(diào)試 44
8. 1. 1 串口通訊電路的調(diào)試 44
8. 1. 2 CAN通信單元電路調(diào)試 44
8. 2 上位機控制面板程序的調(diào)試 45
8. 3整體調(diào)試 45
8. 4本章總結(jié) 46
第九章 總結(jié) 47
9. 1實現(xiàn)功能 47
9. 2不足之處和改進意見 47
9. 3心得體會 47
參考文獻 48
附錄：主機節(jié)點電路圖： 49

關(guān)鍵詞： 現(xiàn)場總線 CAN分布式控制系統(tǒng) 智能控制 監(jiān)控系統(tǒng)

參考文獻
[1] 烏寬明. CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1996. P35-60, P110-160.
[2] 烏寬明.現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用選編(上).北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2003年1月第一版
[3] 烏寬明.單片機外圍器件實用手冊.數(shù)據(jù)傳輸接口器件分冊[M].北京:北京航空航天
學(xué)出版社，1998
[4] 吳永鳳.CAN總線接口芯片PCA82C250及其應(yīng)用「J}.貴州上業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005. 6.
[5] 劉太明.基于CAN總線的高校實驗室火災(zāi)報警系統(tǒng)「J}.南京師范大學(xué)學(xué)報，2005. 6
[6] 史久根等.CAN現(xiàn)場總線系統(tǒng)設(shè)計技術(shù).國防上業(yè)出版社. 2004. 10(11)
[7] 羅雪梅.基于SJA1000的CAN總線接口電路的設(shè)計與實現(xiàn)「J}.貴州上業(yè)大學(xué)學(xué)報(1009-0193(2003)04-0042-03)
[8] CAN總線簡介.周立功單片機論壇
[9] 饒云濤《現(xiàn)場總線CAN原理與應(yīng)用設(shè)計》北京航空航天大學(xué)出版社
[10] 陳德池，《微處理器與現(xiàn)場總線技術(shù)》，中南大學(xué)出版社，2003
[11] 王桂榮，錢劍敏等cAN總線和基于CAN總線的高層協(xié)議〔J].計算機測量
與控制2003. 11(5);391-394
[12] 疏松貴等，《計算機控制系統(tǒng)理論與應(yīng)用》，科學(xué)出版社，2002
[13] 皺益仁馬增良蒲維等《現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)》國防工業(yè)出版社2003. 1
[14] 白英彩，《分布式處理系統(tǒng)》，科學(xué)出版社，1999
[15」唐紅衛(wèi)，王昌明，呂寧等，CAN總線實時性分析，工業(yè)控制計算機2005. 6
[16] 唐紅衛(wèi)，王昌明等，基于優(yōu)先權(quán)晉升的時分CAN，西安電子科技大學(xué)研究生
學(xué)術(shù)年會電院論文集2005. 11
[17] 史久根，《現(xiàn)場總線實時性能評價體系研究》，浙江大學(xué)學(xué)位論文，2004. 6
[18] 張戟，程昊，謝劍英等，《基于現(xiàn)場總線DeviceNet的智能設(shè)備開發(fā)指南》，
西安電子科技大學(xué)出版社，2004
[19] Jorg Kaiser, 4th IEEE international workshop on factory communication system vasteras Sweden august 28-30 2002
[20] Luis Almeida,”The FTT-CAN Protocol: Why and How" IEEE TRANSACTIONS
ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 49, N0. 6, DECEMBER 2002
[21] Schill. J. "An overview of the CAN Protocol” inEmbedded SystemsProgramming. Sept.1997